Incolore et inodore. Le régulateur le plus important de la circulation sanguine et de la respiration.

Non toxique. Sans cela, il n'y aurait pas de petits pains riches ni de boissons gazeuses agréablement acidulées.

À partir de cet article, vous apprendrez ce qu'est le dioxyde de carbone et comment il affecte le corps humain.

La plupart d'entre nous ne s'en souviennent pas bien cours scolaire physiciens et chimistes, mais ils le savent : les gaz sont invisibles et, en règle générale, intangibles, et donc insidieux. Par conséquent, avant de répondre à la question de savoir si le dioxyde de carbone est nocif pour le corps, rappelons-nous de quoi il s'agit.

Couverture de terre

- gaz carbonique. Il s'agit également du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone (IV) ou de l'anhydride carbonique. Dans des conditions normales, il s’agit d’un gaz incolore et inodore au goût aigre.

Sous la pression atmosphérique, le dioxyde de carbone a deux états d'agrégation : gazeux (le dioxyde de carbone est plus lourd que l'air, peu soluble dans l'eau) et solide (à -78 ºC, il se transforme en neige carbonique).

Gaz carbonique- l'une des principales composantes de l'environnement. On le trouve dans l’air et les eaux minérales souterraines, est libéré lors de la respiration des humains et des animaux et participe à la photosynthèse des plantes.

Le dioxyde de carbone influence activement le climat. Il régule les échanges thermiques de la planète : il transmet le rayonnement ultraviolet et bloque le rayonnement infrarouge. À cet égard, le dioxyde de carbone est parfois appelé la couverture terrestre.

L'O2 est de l'énergie. CO2 - étincelle

Le dioxyde de carbone accompagne une personne tout au long de sa vie. En tant que régulateur naturel de la respiration et de la circulation sanguine, le dioxyde de carbone fait partie intégrante du métabolisme.

En inhalant, une personne remplit ses poumons d'oxygène.

Dans le même temps, un échange bidirectionnel se produit dans les alvéoles (« bulles » spéciales des poumons) : l'oxygène passe dans le sang et du dioxyde de carbone en est libéré.

L'homme expire. Le CO2 est l'un des produits finaux métabolisme.

Au sens figuré, l’oxygène est de l’énergie et le dioxyde de carbone est l’étincelle qui l’enflamme.

En inhalant environ 30 litres d'oxygène par heure, une personne émet 20 à 25 litres de dioxyde de carbone.

Le dioxyde de carbone n'est pas moins important pour le corps que l'oxygène. C'est un stimulant physiologique de la respiration : il agit sur le cortex cérébral et stimule le centre respiratoire. Le signal de la prochaine respiration n’est pas un manque d’oxygène, mais un excès de dioxyde de carbone. Après tout, le métabolisme des cellules et des tissus est continu et ses produits finaux doivent être constamment éliminés.

De plus, le dioxyde de carbone affecte la sécrétion d'hormones, l'activité enzymatique et la vitesse des processus biochimiques.

Équilibre des échanges gazeux

Le dioxyde de carbone est non toxique, non explosif et absolument inoffensif pour l'homme. Cependant, l’équilibre entre le dioxyde de carbone et l’oxygène est extrêmement important pour une vie normale. Le manque et l’excès de dioxyde de carbone dans le corps entraînent respectivement une hypocapnie et une hypercapnie.

Hypocapnie- manque de CO2 dans le sang. Cela se produit à la suite d’une respiration profonde et rapide, lorsque plus d’oxygène pénètre dans le corps que nécessaire. Par exemple, lors d’une activité physique trop intense. Les conséquences peuvent varier : de légers étourdissements à la perte de conscience.

Hypercapnie- un excès de CO2 dans le sang. Une personne (avec l'oxygène, l'azote, la vapeur d'eau et les gaz inertes) contient 0,04 % de dioxyde de carbone et en expire 4,4 %. Si vous êtes dans une petite pièce mal ventilée, la concentration de dioxyde de carbone peut dépasser la norme. En conséquence, des maux de tête, des nausées et une somnolence peuvent survenir. Mais le plus souvent l’hypercapnie accompagne des situations extrêmes : dysfonctionnement de l’appareil respiratoire, rétention de sa respiration sous l’eau, etc.

Ainsi, contrairement à l’opinion de la plupart des gens, le dioxyde de carbone, dans les quantités fournies par la nature, est nécessaire à la vie et à la santé humaine. De plus, il a trouvé de nombreuses applications industrielles et apporte de nombreux avantages pratiques aux personnes.

Des bulles pétillantes au service des chefs

Le CO2 est utilisé dans de nombreux domaines. Mais c’est peut-être le dioxyde de carbone qui est le plus demandé dans Industrie alimentaire et la cuisine.

Le dioxyde de carbone se forme dans la pâte levée sous l'influence de la fermentation. Ce sont ses bulles qui détendent la pâte, la rendant aérée et augmentant son volume.

A l'aide du dioxyde de carbone, diverses boissons rafraîchissantes sont fabriquées : kvas, eau minérale et autres sodas appréciés des enfants et des adultes.

Ces boissons sont populaires auprès de millions de consommateurs à travers le monde, en grande partie grâce aux bulles pétillantes qui éclatent si drôlement dans le verre et « piquent » le nez si agréablement.

Le dioxyde de carbone contenu dans les boissons gazeuses peut-il contribuer à l'hypercapnie ou causer d'autres dommages à un corps sain ? Bien sûr que non!

Premièrement, le dioxyde de carbone utilisé dans la préparation des boissons gazeuses est spécialement préparé pour être utilisé dans l'industrie alimentaire. Dans les quantités dans lesquelles il est contenu dans la soude, il est absolument inoffensif pour le corps des personnes en bonne santé.

Deuxièmement, la majeure partie du dioxyde de carbone s’évapore immédiatement après l’ouverture de la bouteille. Les bulles restantes « s'évaporent » pendant le processus de consommation, ne laissant derrière elles qu'un sifflement caractéristique. En conséquence, une quantité négligeable de dioxyde de carbone pénètre dans l’organisme.

« Alors pourquoi les médecins interdisent-ils parfois de boire des boissons gazeuses ? - tu demandes. Selon la candidate en sciences médicales, la gastro-entérologue Alena Alexandrovna Tyazheva, cela est dû au fait qu'il existe un certain nombre de maladies. tube digestif, dans lequel un régime strict spécial est prescrit. La liste des contre-indications comprend non seulement les boissons contenant des gaz, mais également de nombreux produits alimentaires.

Une personne en bonne santé peut facilement inclure une quantité modérée de boissons gazeuses dans son alimentation et s'autoriser un verre de cola de temps en temps.

Conclusion

Le dioxyde de carbone est nécessaire à la vie de la planète et de chaque organisme. Le CO2 affecte le climat en agissant comme une sorte de couverture. Sans cela, le métabolisme est impossible : les produits métaboliques quittent le corps avec du dioxyde de carbone. C’est également un composant indispensable des boissons gazeuses préférées de tous. C'est le dioxyde de carbone qui crée des bulles ludiques qui vous chatouillent le nez. En même temps, il est absolument sans danger pour une personne en bonne santé.

Avant d’examiner les propriétés chimiques du dioxyde de carbone, découvrons quelques caractéristiques de ce composé.

informations générales

C'est le composant le plus important de l'eau gazeuse. C'est ce qui donne aux boissons fraîcheur et qualité pétillante. Ce composé est un oxyde acide formant du sel. le dioxyde de carbone est de 44 g/mol. Ce gaz est plus lourd que l’air, il s’accumule donc dans la partie basse de la pièce. Ce composé est peu soluble dans l'eau.

Propriétés chimiques

Considérons brièvement les propriétés chimiques du dioxyde de carbone. Lors de l'interaction avec l'eau, de l'acide carbonique faible se forme. Presque immédiatement après sa formation, il se dissocie en cations hydrogène et en anions carbonate ou bicarbonate. Le composé résultant réagit avec les métaux actifs, les oxydes ainsi qu'avec les alcalis.

Quelles sont les propriétés chimiques de base du dioxyde de carbone ? Les équations de réaction confirment la nature acide de ce composé. (4) capable de former des carbonates avec des oxydes basiques.

Propriétés physiques

Dans des conditions normales, ce composé est à l'état gazeux. Lorsque la pression augmente, il peut être converti à l’état liquide. Ce gaz est incolore, inodore et a un léger goût aigre. Le dioxyde de carbone liquéfié est un acide incolore, transparent et très mobile, similaire dans ses paramètres externes à l'éther ou à l'alcool.

Le poids moléculaire relatif du dioxyde de carbone est de 44 g/mol. C'est presque 1,5 fois plus que l'air.

Si la température descend jusqu'à -78,5 degrés Celsius, une formation se produit, dont la dureté est similaire à celle de la craie. Lorsque cette substance s’évapore, du monoxyde de carbone se forme (4).

Réaction qualitative

Lorsque l’on considère les propriétés chimiques du dioxyde de carbone, il est nécessaire de souligner sa réaction qualitative. Lorsque ce produit chimique interagit avec l’eau de chaux, un précipité trouble de carbonate de calcium se forme.

Cavendish a pu découvrir des propriétés physiques caractéristiques du monoxyde de carbone (4), telles que la solubilité dans l'eau, ainsi qu'une densité élevée.

Lavoisier a mené une étude dans laquelle il a tenté d'isoler le métal pur de l'oxyde de plomb.

Les propriétés chimiques du dioxyde de carbone révélées à la suite de telles études sont devenues une confirmation des propriétés réductrices de ce composé. Lavoisier a réussi à obtenir du métal en calcinant de l'oxyde de plomb avec du monoxyde de carbone (4). Pour s'assurer que la deuxième substance était du monoxyde de carbone (4), il a fait passer de l'eau de chaux à travers le gaz.

Toutes les propriétés chimiques du dioxyde de carbone confirment le caractère acide de ce composé. Ce composé se trouve en quantité suffisante dans l'atmosphère terrestre. Avec la croissance systématique de ce composé dans l’atmosphère terrestre, de graves changements climatiques (réchauffement de la planète) sont possibles.

C'est le dioxyde de carbone qui joue un rôle important dans la nature vivante, car il Substance chimique participe activement au métabolisme des cellules vivantes. C'est ce composé chimique qui est le résultat de divers processus oxydatifs associés à la respiration des organismes vivants.

Le dioxyde de carbone contenu dans l'atmosphère terrestre est la principale source de carbone pour les plantes vivantes. Au cours du processus de photosynthèse (à la lumière), le processus de photosynthèse se produit, qui s'accompagne de la formation de glucose et de la libération d'oxygène dans l'atmosphère.

Le dioxyde de carbone n'est pas toxique et ne favorise pas la respiration. Avec une concentration accrue de cette substance dans l'atmosphère, une personne éprouve une retenue respiratoire et de graves maux de tête. Dans les organismes vivants, le dioxyde de carbone a une importance physiologique importante ; il est par exemple nécessaire à la régulation du tonus vasculaire.

Caractéristiques de réception

À l'échelle industrielle, le dioxyde de carbone peut être séparé des gaz de combustion. De plus, le CO2 est un sous-produit de la décomposition de la dolomite et du calcaire. Les installations modernes de production de dioxyde de carbone impliquent l'utilisation d'une solution aqueuse d'éthanamine, qui adsorbe le gaz contenu dans les fumées.

En laboratoire, le dioxyde de carbone est libéré par la réaction de carbonates ou de bicarbonates avec des acides.

Application de dioxyde de carbone

Cet oxyde acide est utilisé dans l'industrie comme agent levant ou conservateur. Sur l'emballage du produit, ce composé est indiqué comme E290. Sous forme liquide, le dioxyde de carbone est utilisé dans les extincteurs pour éteindre les incendies. Le monoxyde de carbone (4) est utilisé pour produire de l'eau gazeuse et des boissons à base de limonade.

Dioxyde de carbone (dioxyde de carbone),également appelé dioxyde de carbone, est le composant le plus important des boissons gazeuses. Il détermine le goût et la stabilité biologique des boissons, leur confère des propriétés pétillantes et rafraîchissantes.

Propriétés chimiques. Chimiquement, le dioxyde de carbone est inerte. Formé avec le dégagement d'une grande quantité de chaleur, il est, en tant que produit de l'oxydation complète du carbone, très stable. Les réactions de réduction du dioxyde de carbone se produisent uniquement à des températures élevées. Ainsi, par exemple, en interagissant avec le potassium à 230°C, le dioxyde de carbone est réduit en acide oxalique :

En entrant dans une interaction chimique avec l'eau, le gaz, en quantité ne dépassant pas 1% de son contenu dans la solution, forme de l'acide carbonique, qui se dissocie en ions H +, HCO 3 -, CO 2 3-. Dans une solution aqueuse, le dioxyde de carbone pénètre facilement réactions chimiques, formant divers sels de dioxyde de carbone. Par conséquent, une solution aqueuse de dioxyde de carbone est très agressive envers les métaux et a également un effet destructeur sur le béton.

Propriétés physiques. Pour gazéifier les boissons, on utilise du dioxyde de carbone, donné dans état liquide compression à haute pression. Selon la température et la pression, le dioxyde de carbone peut également être à l'état gazeux ou solide. Température et pression correspondantes état d'agrégation, sont représentés dans le diagramme d’équilibre de phase (Fig. 13).

A une température de moins 56,6°C et une pression de 0,52 Mn/m 2 (5,28 kg/cm 2), correspondant au point triple, le dioxyde de carbone peut être simultanément à l'état gazeux, liquide et solide. À des températures et des pressions plus élevées, le dioxyde de carbone se trouve à l’état liquide et gazeux ; à des températures et des pressions inférieures à ces valeurs, le gaz, contournant directement la phase liquide, passe à l'état gazeux (se sublime). À des températures supérieures à la température critique de 31,5 °C, aucune pression ne peut maintenir le dioxyde de carbone sous forme liquide.

À l’état gazeux, le dioxyde de carbone est incolore, inodore et a un léger goût aigre. A une température de 0°C et à pression atmosphérique, la densité du dioxyde de carbone est de 1,9769 kg/f 3 ; il est 1,529 fois plus lourd que l'air. A 0°C et pression atmosphérique, 1 kg de gaz occupe un volume de 506 litres. La relation entre le volume, la température et la pression du dioxyde de carbone est exprimée par l'équation :

où V est le volume de 1 kg de gaz en m 3 /kg ; T - température du gaz en °K ; P - pression du gaz en N/m 2 ; R - constante du gaz ; A est une valeur supplémentaire qui prend en compte l'écart par rapport à l'équation d'état d'un gaz parfait ;

Dioxyde de carbone liquéfié- un liquide incolore, transparent, facilement mobile, rappelant en apparence l'alcool ou l'éther. La densité du liquide à 0°C est de 0,947. A une température de 20°C, le gaz liquéfié est stocké sous une pression de 6,37 Mn/m2 (65 kg/cm2) dans des bouteilles en acier. Lorsque le liquide s'écoule librement du cylindre, il s'évapore et absorbe une grande quantité de chaleur. Lorsque la température descend jusqu'à moins 78,5°C, une partie du liquide gèle et se transforme en glace carbonique. La glace carbonique a une dureté proche de celle de la craie et a une couleur blanc mat. La neige carbonique s’évapore plus lentement que le liquide et se transforme immédiatement en état gazeux.

A une température de moins 78,9°C et une pression de 1 kg/cm 2 (9,8 MN/m 2), la chaleur de sublimation de la neige carbonique est de 136,89 kcal/kg (573,57 kJ/kg).

Dioxyde de carbone CO2(dioxyde de carbone, dioxyde de carbone, dioxyde de carbone, anhydride carbonique) selon la pression et la température, peut être à l'état gazeux, liquide ou solide.

À l’état gazeux, le dioxyde de carbone est un gaz incolore au goût et à l’odeur légèrement aigre. L'atmosphère terrestre contient environ 0,04 % de dioxyde de carbone. Dans des conditions normales, sa densité est de 1,98 g/l, soit environ 1,5 fois la densité de l'air.

Diagramme. Équilibre de phase du dioxyde de carbone

Dioxyde de carbone liquide (dioxyde de carbone) est un liquide incolore et inodore. À température ambiante, il n'existe qu'à des pressions supérieures à 5 850 kPa. La densité du dioxyde de carbone liquide dépend fortement de la température. Par exemple, à des températures inférieures à +11°C, le dioxyde de carbone liquide est plus lourd que l'eau ; à des températures supérieures à +11°C, il est plus léger. À la suite de l'évaporation de 1 kg de dioxyde de carbone liquide dans des conditions normales, environ 509 litres de gaz se forment.

À une température d'environ -56,6°C et une pression d'environ 519 kPa, le dioxyde de carbone liquide se transforme en solide - "glace carbonique".

Dans l’industrie, il existe 3 manières les plus courantes de produire du dioxyde de carbone :

• provenant des gaz résiduaires de la production chimique, principalement de l'ammoniac synthétique et du méthanol ; les gaz d'échappement contiennent environ 90 % de dioxyde de carbone ;
• provenant des gaz de combustion des chaufferies industrielles qui brûlent gaz naturel, charbon et autres combustibles ; les gaz de combustion contiennent 12 à 20 % de dioxyde de carbone ;
• des gaz résiduaires formés lors de la fermentation lors du processus de production de bière, d'alcool et lors de la dégradation des graisses ; les gaz d'échappement sont du dioxyde de carbone presque pur.

Selon GOST 8050-85, le dioxyde de carbone gazeux et liquide est fourni en trois types : premium, première et deuxième qualité. Pour le soudage, il est recommandé d'utiliser du dioxyde de carbone de la plus haute qualité. L'utilisation de dioxyde de carbone de deuxième qualité pour le soudage est autorisée, mais la présence de séchoirs à gaz est souhaitable. La teneur autorisée en dioxyde de carbone et en certaines impuretés dans différentes marques de dioxyde de carbone est indiquée dans le tableau ci-dessous.

Tableau. Caractéristiques des marques de dioxyde de carbone

Précautions de sécurité lorsque vous travaillez avec du dioxyde de carbone :

• Le dioxyde de carbone n'est ni toxique ni explosif, cependant, lorsque sa concentration dans l'air dépasse 5 % (92 g/m3), la proportion d'oxygène diminue, ce qui peut entraîner un manque d'oxygène et une suffocation. Il faut donc se méfier de son accumulation dans les zones mal aérées. Pour enregistrer la concentration de dioxyde de carbone dans l'air des locaux industriels, des analyseurs de gaz sont utilisés - fixes, automatiques ou portables.
• Lorsque la pression descend jusqu'à la pression atmosphérique, le dioxyde de carbone liquide se transforme en gaz et en neige à une température de -78,5°C et peut entraîner des lésions de la membrane muqueuse des yeux et des gelures de la peau. Par conséquent, lors du prélèvement d’échantillons de dioxyde de carbone liquide, il est nécessaire d’utiliser des lunettes et des gants de protection.
• L'inspection du conteneur interne d'un réservoir précédemment utilisé pour le stockage et le transport de dioxyde de carbone liquide doit être effectuée à l'aide d'un masque à gaz flexible. Le réservoir doit être réchauffé à température ambiante et le conteneur interne doit être purgé avec de l'air ou ventilé. Le masque à gaz ne peut être utilisé que lorsque la fraction volumique de dioxyde de carbone à l'intérieur de l'équipement descend en dessous de 0,5 %.

Utilisation du dioxyde de carbone dans le soudage

Le dioxyde de carbone est utilisé comme gaz de protection actif pour soudage à l'arc(généralement en soudage semi-automatique) avec une électrode consommable (fil), y compris dans le cadre d'un mélange gazeux (avec de l'oxygène, de l'argon).

Les postes de soudage peuvent être alimentés en dioxyde de carbone des manières suivantes :

• directement depuis une station autonome de production de dioxyde de carbone ;
• à partir d'un navire de stockage fixe - avec des volumes importants de consommation de dioxyde de carbone et l'entreprise ne dispose pas de sa propre station autonome ;
• du réservoir de dioxyde de carbone de transport - avec de plus petits volumes de consommation de dioxyde de carbone ;
• à partir de bouteilles - lorsque le volume de dioxyde de carbone utilisé est insignifiant ou qu'il est impossible de poser des canalisations jusqu'au poste de soudage.

Une station de production autonome de dioxyde de carbone est un atelier spécialisé distinct d'une entreprise qui produit du dioxyde de carbone pour ses propres besoins et pour fournir à d'autres organisations. Le dioxyde de carbone est acheminé vers les postes de soudage par des gazoducs posés dans les ateliers de soudage.

En cas de consommation importante de dioxyde de carbone et si l'entreprise ne dispose pas de station autonome, le dioxyde de carbone est stocké dans des réservoirs de stockage fixes dans lesquels il provient de réservoirs de transport (voir figure ci-dessous).

Dessin. Schéma d'approvisionnement des postes de soudage en dioxyde de carbone à partir d'un récipient de stockage fixe

Pour des volumes de consommation plus petits, le dioxyde de carbone peut être acheminé par canalisations directement depuis le réservoir de transport. Les caractéristiques de certains conteneurs fixes et de transport sont présentées dans le tableau ci-dessous.

Tableau. Caractéristiques des conteneurs de stockage et de transport du dioxyde de carbone (dioxyde de carbone)

Marque	Masse de dioxyde de carbone, kg	But	Durée de stockage du dioxyde de carbone, jours	Marque du gazogène
TsZHU-3.0-2.0	2 950	Véhicule de transport ZIL-130	6-20	EGU-100
NZHU-4-1.6	4 050	Stockage stationnaire	6-20	EGU-100
TsZHU-9.0-1.8	9 000	Véhicule de transport MAZ 5245	6-20	GU-400
NZHU-12.5-1.6	12 800	Stockage stationnaire	6-20	GU-400
UDH-12.5	12 300	Stockage stationnaire		UGM-200M
TsZHU-40-2	39 350	Transport ferroviaire	40	GU-400
RDH-25-2	25 500	Stockage stationnaire	Illimité, équipé d'un groupe frigorifique	GU-400
NZHU-50D	50 000	Stockage stationnaire	Illimité, équipé d'un groupe frigorifique	GU-400

Lorsque le volume de consommation de dioxyde de carbone est faible ou qu'il est impossible de poser des canalisations vers les postes de soudage, des bouteilles sont utilisées pour fournir du dioxyde de carbone. Un cylindre noir standard d'une capacité de 40 litres est rempli de 25 kg de dioxyde de carbone liquide, qui est généralement stocké à une pression de 5 à 6 MPa. À la suite de l'évaporation de 25 kg de dioxyde de carbone liquide, environ 12 600 litres de gaz sont formés. Le schéma de stockage du dioxyde de carbone dans un cylindre est présenté dans la figure ci-dessous.

Dessin. Schéma de stockage du dioxyde de carbone (dioxyde de carbone) dans un cylindre

Pour extraire le gaz d'une bouteille, celle-ci doit être équipée d'un réducteur, d'un réchauffeur de gaz et d'un séchoir à gaz. Lorsque le dioxyde de carbone quitte la bouteille en raison de sa dilatation, le gaz se refroidit adiabatiquement. À des débits de gaz élevés (supérieurs à 18 l/min), cela peut conduire au gel de la vapeur d'eau contenue dans le gaz et au blocage du détendeur. A cet égard, il est conseillé de placer un réchauffeur de gaz entre le détendeur et le robinet de la bouteille. Lorsque le gaz traverse la batterie, il est chauffé par une résistance électrique connectée à un réseau 24 ou 36 V.

Un séchoir à gaz est utilisé pour extraire l'humidité du dioxyde de carbone. Il s'agit d'un boîtier rempli d'un matériau (généralement du gel de silice, du sulfate de cuivre ou du gel d'aluminium) qui absorbe bien l'humidité. Les sécheurs sont disponibles en haute pression, installés avant le réducteur, et en basse pression, installés après le réducteur.

Objectifs:

• Développez votre compréhension de histoires de découverte, propriétés et applications pratiques du dioxyde de carbone.
• Présentez aux étudiants les méthodes de laboratoire pour produire du dioxyde de carbone.
• Continuer à développer les compétences expérimentales des élèves.

Techniques utilisées :« déclarations vraies et fausses », « zigzag-1 », clusters.

Équipement de laboratoire: support de laboratoire, appareil pour obtenir des gaz, bécher de 50 ml, morceaux de marbre, acide chlorhydrique (1:2), eau de chaux, pince de Mohr.

I. Étape d'appel

Au stade du challenge, la technique des « déclarations vraies et fausses » est utilisée.

Déclarations

II. Étape de conception

1. Organisation d'activités en groupes de travail dont les participants reçoivent des textes sur les cinq thèmes principaux du « zigzag » :

1. Histoire de la découverte du dioxyde de carbone
2. Dioxyde de carbone dans la nature
3. Produire du dioxyde de carbone
4. Propriétés du dioxyde de carbone
5. Utilisation pratique gaz carbonique

Il y a une première connaissance du texte, une première lecture.

2. Travailler en groupes d'experts.

Les groupes d’experts rassemblent des « experts » sur des questions spécifiques. Leur tâche est de lire attentivement le texte, de mettre en évidence des phrases clés et de nouveaux concepts, ou d'utiliser des clusters et divers schémas pour représenter graphiquement le contenu du texte (le travail est effectué individuellement).

3. Sélection du matériel, sa structuration et son ajout (travail de groupe)

4. Préparation à la diffusion du texte dans les groupes de travail

• 1er groupe des experts compilent un résumé de référence « L’histoire de la découverte du dioxyde de carbone »
• 2ème groupe des experts dressent un schéma de la répartition du dioxyde de carbone dans la nature
• 3ème groupe les experts élaborent un schéma de production de dioxyde de carbone et un dessin de l'installation pour sa production
• 4ème groupe les experts établissent une classification des propriétés du dioxyde de carbone
• 5ème groupe des experts élaborent un schéma pour l'utilisation pratique du dioxyde de carbone

5. Préparation de la présentation (affiche)

III. Étape de réflexion

Retour aux groupes de travail

1. Diffusez dans un groupe de sujets 1 à 5 de manière séquentielle. Assemblage d'une usine de production de dioxyde de carbone. Obtention du dioxyde de carbone et étude de ses propriétés.
2. Discussion des résultats expérimentaux.
3. Présentation de sujets individuels.
4. Revenez aux « déclarations vraies et fausses ». Tester vos hypothèses initiales. Disposition de nouvelles icônes.

Cela pourrait ressembler à ceci :

Déclarations
1. Le dioxyde de carbone est un « gaz sauvage ».
2. Les mers et les océans contiennent 60 fois plus de dioxyde de carbone que l'atmosphère terrestre.
3. Les sources naturelles de dioxyde de carbone sont appelées mofets.
4. Dans les environs de Naples, il y a une « Grotte des chiens » dans laquelle les chiens ne sont pas admis.
5. Dans les laboratoires, le dioxyde de carbone est produit par l'action de l'acide sulfurique sur des morceaux de marbre.
6. Le dioxyde de carbone est un gaz incolore et inodore, plus léger que l'air, très soluble dans l'eau.
7. Le dioxyde de carbone solide est appelé « glace carbonique ».
8. L'eau de chaux est une solution d'hydroxyde de calcium dans l'eau.

Textes sur les cinq thèmes principaux du « zigzag »

1. Histoire de la découverte du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone fut le premier parmi tous les autres gaz à être opposé à l'air sous le nom de « gaz sauvage » par l'alchimiste du XVIe siècle. Van't Helmont.

La découverte du CO 2 a marqué le début d'une nouvelle branche de la chimie : la pneumatochimie (chimie des gaz).

Le chimiste écossais Joseph Black (1728 - 1799) a établi en 1754 que le marbre minéral calcaire (carbonate de calcium) se décompose lorsqu'il est chauffé, libérant du gaz et formant de la chaux vive (oxyde de calcium) :

CaCO 3 CaO + CO 2
carbonate de calcium oxyde de calcium dioxyde de carbone

Le gaz libéré pourrait être recombiné avec de l’oxyde de calcium pour former à nouveau du carbonate de calcium :

CaO + CO 2 CaCO 3
oxyde de calcium dioxyde de carbone carbonate de calcium

Ce gaz était identique au « gaz sauvage » découvert par Van Helmont, mais Black lui a donné un nouveau nom - « air lié » - puisque ce gaz pouvait être lié et redevenir une substance solide, et il avait également la capacité d'être attiré chaux l'eau (hydroxyde de calcium) et la rend trouble :

dioxyde de carbone hydroxyde de calcium carbonate de calcium eau

Quelques années plus tard, Cavendish découvrit deux autres caractéristiques propriétés physiques dioxyde de carbone - sa haute densité et sa solubilité importante dans l'eau.

2. Dioxyde de carbone dans la nature

La teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère est relativement faible, seulement 0,04 à 0,03 % (en volume). Le CO 2 concentré dans l'atmosphère a une masse de 2 200 milliards de tonnes.
On trouve 60 fois plus de dioxyde de carbone dissous dans les mers et les océans.
Chaque année, environ 1/50ème du CO 2 total contenu dans l'atmosphère est éliminé de l'atmosphère par la végétation. globe dans le processus de photosynthèse, qui convertit les minéraux en substances organiques.
La majeure partie du dioxyde de carbone dans la nature est formée à la suite de divers processus de décomposition. matière organique. Le dioxyde de carbone est libéré lors de la respiration des plantes, des animaux et des micro-organismes. La quantité de dioxyde de carbone rejetée par diverses industries est en constante augmentation. Le dioxyde de carbone est contenu dans les gaz volcaniques et est également rejeté par le sol dans les zones volcaniques. La « Grotte du Chien » fonctionne depuis plusieurs siècles comme générateur permanent de CO 2 près de la ville de Naples en Italie. Il est célèbre pour le fait que les chiens ne peuvent pas y entrer, mais qu'une personne peut y rester dans des conditions normales. Le fait est que dans cette grotte, le dioxyde de carbone est libéré du sol et, comme il est 1,5 fois plus lourd que l'air, il se situe en dessous, approximativement à la hauteur d'un chien (0,5 m). Dans un tel air, où le dioxyde de carbone est de 14%, les chiens (et autres animaux, bien sûr) ne peuvent pas respirer, mais un adulte debout ne ressent pas l'excès de dioxyde de carbone dans cette grotte. Les mêmes grottes existent dans le parc national de Yellowstone (USA).
Les sources naturelles de dioxyde de carbone sont appelées mofets. Les mofets sont caractéristiques de la dernière étape tardive de l'atténuation volcanique, dans laquelle se trouve notamment le célèbre volcan Elbrus. Il existe donc de nombreuses sources chaudes saturées de dioxyde de carbone qui traversent la neige et la glace.
À l’extérieur du globe, le monoxyde de carbone (IV) se trouve dans les atmosphères de Mars et de Vénus, planètes « terrestres ».

3. Produire du dioxyde de carbone

Dans l'industrie, le dioxyde de carbone est principalement obtenu comme sous-produit de la combustion du calcaire, de la fermentation alcoolique, etc.
Dans les laboratoires de chimie, soit ils utilisent des cylindres prêts à l'emploi contenant du dioxyde de carbone liquide, soit ils obtiennent du CO 2 dans un appareil Kipp ou un appareil de production de gaz par action de l'acide chlorhydrique sur des morceaux de marbre :

CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O
carbonate de calcium acide chlorhydrique chlorure de calcium dioxyde de carbone eau

Il est impossible d'utiliser de l'acide sulfurique à la place de l'acide chlorhydrique, car alors au lieu du chlorure de calcium, qui est soluble dans l'eau, vous obtiendriez du gypse - du sulfate de calcium (CaSO 4) - un sel légèrement soluble dans l'eau. Lorsqu'il est déposé sur des morceaux de marbre, le gypse rend extrêmement difficile l'accès de l'acide à ceux-ci et ralentit ainsi considérablement la réaction.
Pour produire du dioxyde de carbone :

1. Fixez un dispositif d'obtention de gaz sur le pied d'un support de laboratoire
2. Retirez le bouchon avec un entonnoir du tube à essai avec l'appendice
3. Placez 2-3 morceaux de marbre dans la buse, de la taille de ? petits pois
4. Insérez à nouveau le bouchon de l'entonnoir dans le tube à essai. Ouvrir la pince
5. Versez de l'acide chlorhydrique (1:2) dans l'entonnoir (avec précaution !) afin que l'acide recouvre légèrement le marbre.
6. Remplissez le bécher de monoxyde de carbone (IV) et fermez la pince.

4. Propriétés du dioxyde de carbone

Le CO 2 est un gaz incolore, inodore, 1,5 fois plus lourd que l'air, difficile à mélanger avec lui (selon les mots de D.I. Mendeleïev, « coule » dans l'air), ce qui peut être prouvé par l'expérience suivante : au-dessus d'un verre, dans dans lequel est fixée une bougie allumée, renversez un verre rempli de dioxyde de carbone. La bougie s'éteint instantanément.
Le monoxyde de carbone (IV) est acide et lorsque ce gaz se dissout dans l'eau, de l'acide carbonique se forme. Lorsque le CO 2 passe dans de l'eau teintée de tournesol, vous pouvez observer un changement de couleur de l'indicateur du violet au rouge.
La bonne solubilité du dioxyde de carbone dans l’eau rend impossible sa collecte par la méthode du « déplacement d’eau ».
Une réaction qualitative à la teneur en dioxyde de carbone de l'air consiste à faire passer le gaz à travers une solution diluée d'hydroxyde de calcium (eau de chaux). Le dioxyde de carbone provoque la formation de carbonate de calcium insoluble dans cette solution, ce qui rend la solution trouble :

CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O
dioxyde de carbone hydroxyde de calcium carbonate de calcium eau

Lorsqu'un excès de CO2 est ajouté, la solution trouble redevient claire en raison de la conversion du carbonate insoluble en bicarbonate de calcium soluble :

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca(HCO 3) 2
carbonate de calcium eau dioxyde de carbone bicarbonate de calcium

5. Applications pratiques du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone solide pressé est appelé « glace carbonique ».
Le CO 2 solide ressemble davantage à de la neige dense et comprimée, avec une dureté rappelant celle de la craie. La température de la « glace carbonique » est de –78 o C. Contrairement à la glace sèche, la glace sèche est dense. Il s'enfonce dans l'eau, la refroidissant brusquement. L'essence en combustion peut être rapidement éteinte en jetant quelques morceaux de neige carbonique dans la flamme.
L'utilisation principale de la neige carbonique est le stockage et le transport des aliments : poisson, viande, glaces, etc. La valeur de la neige carbonique réside non seulement dans son effet rafraîchissant, mais aussi dans le fait que les aliments contenus dans le dioxyde de carbone ne moisissent pas ou ne se décomposent pas. pourrir.
La glace carbonique est utilisée dans les laboratoires pour tester des pièces, des instruments et des mécanismes qui fonctionneront à basse température. La glace carbonique est utilisée pour tester la résistance au gel des pneus de voiture en caoutchouc.
Le dioxyde de carbone est utilisé pour gazéifier les eaux de fruits et les eaux minérales, et en médecine pour les bains de dioxyde de carbone.
Le dioxyde de carbone liquide est utilisé dans les extincteurs au dioxyde de carbone, les systèmes d'extinction d'incendie des avions et des navires, ainsi que dans les camions de pompiers au dioxyde de carbone. Il est particulièrement efficace dans les cas où l'eau n'est pas appropriée, par exemple pour éteindre des incendies de liquides inflammables ou lorsqu'il y a des câbles électriques ou des équipements uniques dans la pièce qui peuvent être endommagés par l'eau.
Dans de nombreux cas, le CO 2 n'est pas utilisé sous forme finie, mais est obtenu lors de l'utilisation, par exemple, de levures chimiques contenant un mélange de bicarbonate de sodium et de tartrate de potassium. Lorsque ces poudres sont mélangées à la pâte, les sels se dissolvent et une réaction se produit, libérant du CO 2 . En conséquence, la pâte lève, se remplit de bulles de dioxyde de carbone et le produit cuit s'avère doux et savoureux.

Littérature

1. Tourner // Revue internationale sur le développement de la pensée par la lecture et l'écriture. – 2000. – N° 1, 2.
2. Étudiant moderne dans le domaine de l'information et de la communication : Manuel pédagogique et méthodologique. – Saint-Pétersbourg : PETROC, 2000.
3. Zagashev I.O., Zair-Bek S.I. Pensée critique : technologie de développement. – Saint-Pétersbourg : Maison d'édition Alliance Delta, 2003.